中国南海几种新型芋螺多肽的作用靶点及结构优化研究

神经病理性疼痛目前仍是临床上的难题，研究其镇痛剂及作用靶标具有重要意义。前期我们发现含新三对二硫键骨架的M族芋螺多肽Mr6、含最紧密两对二硫键的超小芋螺多肽Im10（9aa） 对大鼠病理性疼痛模型具有很强的镇痛活性，从南海芋螺T家族多肽中筛选到一个T-家族多肽Tx1对DRG神经元钠通道有显著抑制作用。本课题拟在已有工作的基础上，应用电压钳、膜片钳深入研究该三个多肽对烟碱型神经元乙酰胆碱受体亚型、钠钾钙离子通道的作用靶标，并对它们进行结构优化设计、合成，测定它们对相应乙酰胆碱受体亚型或钠钾钙离子通道受体的抑制活性，以及对神经病理性疼痛的镇痛活性。通过上述工作，为神经病理性疼痛的镇痛剂先导物的探索做出贡献，并为Mr6、Im10两种新二硫键骨架在分子设计中的应用奠定基础。

本课题开展了新M芋螺毒素Mr6、含紧密两对二硫键的超小型芋螺多肽Im1A、T家族多肽TxVC、alpha-芋螺毒素Mr1.7及ViIA的结构、作用靶点及结构活性关系研究，取得如下主要结果：（1）发现T家族芋螺毒素TxVC可选择性作用nAChRs α4β2、α3β2，IC50分别为343.4nM及1047.2 nM，对α3β4、α7、α9α10无作用,这是首次发现T-家族芋螺毒素作用于烟碱型乙酰胆碱受体亚型;测定了TxVC的二硫键配对方式以及溶液NMR结构，确定第1、2、7位氨基酸为功能氨基酸；（2）测定了Im1A的NMR结构，发现Im1A对乙酰胆碱受体各亚型的抑制活性均较弱，对阿片受体、大鼠DRG的钠钾钙离子通道也无明显抑制活性；（3）通过合成方法改进，解决了Mr6目标肽存在一个无法分离的小杂质问题，发现10 microM Mr6对α3β2、α4β2及α3β4亚型具有一定抑制作用，但对阿片受体亚型无明显活性；（4）发现Mr1.7可作用于nAChR的α3β2、α6/α3β2β3及α9α10亚基，其IC50分别为53.1 (48.0-58.8) nM、185.7 (154.1-223.7) nM及284.2(199.4-405.2)但不作用于DRG的钠钾钙离子通道，Mr1.7的N端氨基酸PE对于调节它的选择性十分重要，将Glu2突变为Ala后Mr1.7对α3β2亚型的选择性和活性显著提高，此工作对利用N端序列提高α-芋螺毒素的受体选择性提供了重要途径；（5）首次发现一个4/6型芋螺毒素ViIA选择性作用于神经元nAchR的α3β2亚型（IC50=848.5 nM (596.5-1207.0 nM)，结构活性关系研究表明，Arg1，Glu2及His11是活性关键氨基酸。上述工作阐明了几个新类型芋螺毒素的作用靶点以及结构活性关系，对其进一步改造及应用奠定基础。目前为止，本工作发表标注该基金资助的SCI论文4篇，国内论文3篇，一篇外刊论文正在审稿中